CN113814427A - 一种螺纹硬车车刀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺纹硬车车刀,包括:刀片、刀柄、弹簧垫片和紧定螺栓;其中刀柄与车床装刀架连接,刀片与刀柄通过紧定螺栓固定;弹簧垫片套在紧定螺栓上防止螺纹连接松动;加工内螺纹时,刀柄采用一字型结构,加工外螺纹时,刀柄采用L型结构。本发明巧妙的利用V型导向和定位原理,实现了刀片的安装导向和偏转固定,可保证刀片精确定位和重复装夹精度。本发明可拆式硬车车刀结构,刀片安装接口通用,通过更换刀柄,不需采用新结构的刀片,可便捷用于内、外螺纹车削,解决了现阶段内、外硬车刀具接口不统一,内外螺纹加工时需要配备不同类型刀片和刀柄的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺纹硬车车刀,属于机械制造技术领域。
背景技术
螺纹车削是一种传统的螺纹加工方法,常用于硬度低于45HRC,精度不高于6级的紧定内外螺纹特征的加工。随着超精密硬车机床的面世,这种螺纹硬车技术也普及到了传动螺纹的精密加工中,大有以车代磨的趋势。
螺纹车削时,螺纹刀片的工作角度直接关系到车削螺纹的牙型角度、轮廓精度,因此传统上常用焊接式整体刀具,即将刀片直接焊接在刀柄上,通过刀柄基准定位来进行刀片角度的磨制和刀具对刀角度的调整。但由于螺纹车削时,刀尖处的冷却和热传递的原因,刀具较容易磨损,特别是针对硬车螺纹,需要时常更换刀片。传统的焊接式螺纹刀具需要定期修磨,一旦刀片破损,则整把刀具报废,因此很不经济。
商业上为解决上述问题,采用了可拆式刀片结构,一旦刀片破碎或磨损,仅需要更换刀片即可使刀具恢复如初,成本大幅降低。但目前常用的可拆式螺纹车刀,内外螺纹加工时,刀片和刀柄的接口不统一,车削内螺纹和外螺纹的刀片结构和刀柄结构差异很大,配置刀具需要多种不同的刀柄和刀片,增加了生产成本。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供了一种螺纹硬车车刀,刀片安装接口通用,通过更换刀柄,不需采用新结构的刀片,可便捷用于内、外螺纹车削,解决了现阶段内、外硬车刀具接口不统一,内外螺纹加工时需要配备不同类型刀片和刀柄的问题。
本发明的技术解决方案是:
一种螺纹硬车车刀,包括:刀片(1)、刀柄(2)、弹簧垫片(3)和紧定螺栓(4);其中刀柄(2)与车床装刀架连接,刀片(1)与刀柄(2)通过紧定螺栓(4)固定;弹簧垫片(3)套在紧定螺栓(4)上防止螺纹连接松动;加工内螺纹时,刀柄(2)采用一字型结构,加工外螺纹时,刀柄(2)采用L型结构;
刀片(1)包括高硬度刀片头部(11)和刀片座(12),两者由不同材料制成,通过钎焊组成一体;刀片座(12)的下端面设置有导向凸台(121)和定位面(122),其中导向凸台(121)由圆弧和直线相切连接形成的M向截面拉伸而成,用于刀片安装过程的导向和定位,所述M向是指:垂直于刀柄轴线的方向,指向刀片头部的方向;M向截面中部为弧线段,弧线段两侧连接的是直线段,且该两侧的直线段关于M向截面的中线对称;M向截面中两直线夹角小于90°;导向凸台(121)的两侧为定位面(122),且两侧的定位面(122)共面。
进一步的,刀片(1)的高硬度刀片头部(11)的楔角εr为90°或60°,楔角两边沿刀片(1)的中线对称;刀片(1)的左侧切削刃后角αol为(3°-5°)右侧切削刃后角αor为(3°-5°)角度φ的值大于或等于所加工螺纹的螺纹升角,角度φ的正负号与所加工螺纹的旋向有关,刀片(1)的径向后角αo设置为6°-8°;刀片(1)的背前角γp设置0°;刀片(1)左右侧切削刃各设置0.2×5°的倒棱。
进一步的,所加工螺纹是右旋向螺纹时,角度φ取正号;所加工螺纹是左旋向螺纹时,角度φ取负号。
进一步的,加工内螺纹时,刀柄(2)上设置有安装面(21)、对刀面(22)、紧固面(23)、螺纹孔(24)、刀片托台(25)和导向V面(26);
其中安装面(21)位于刀柄(2)的一端,为平行于刀柄轴的两个平面,用于将刀柄固定在刀架座上;紧固面(23)位于刀柄的另一端,与安装面(21)平行;对刀面(22)为正交于安装面(21)的两平行面,用于安装对刀过程中保证刀柄与工件轴线平行;紧固面(23)上设置有两均布的螺纹孔(24),用于与紧定螺栓(4)配合,起到压紧刀片(1)的作用;刀柄(2)内设置有用于安装刀片的安装槽,位于紧固面(23)上设置螺纹孔(24)的正下方,该安装槽上设置有刀片托台(25)和导向V面(26),其中刀片托台(25)平行于安装面(21),与刀片(1)的定位面(122)配合,保证刀片的前刀面平行于安装面(21);导向V面(26)为90°夹角V面,型面母线平行于安装面(21),型面截面垂直于对刀面(22),与刀片(1)的导向凸台(121)接触,用于刀片安装导向和防止刀片侧向移动。
进一步的,加工外螺纹时,刀柄(2)的L型夹角呈90°,设置有安装面(221)、对刀面(222)、紧固面(223)、螺纹孔(224)、刀片托台(225),导向V面(226),安装面(221)和对刀面(222)设置于刀柄夹持端;紧固面(223)位于刀片(1)的夹持端,与安装面(221)平行;对刀面(222)为正交于安装面(221)的两平行面,用于安装对刀过程中保证刀柄与工件轴线平行;紧固面(223)上设置有两均布的螺纹孔(224),用于与紧定螺栓(4)配合压紧刀片(1);
刀柄(2)内设置有用于安装刀片的安装槽,位于紧固面(223)上设置螺纹孔(224)的正下方,该安装槽上设置有刀片托台(225)和导向V面(226),其中刀片托台(225)平行于安装面(221),与刀片(1)的定位面(122)配合,保证刀片的前刀面平行于安装面(221);导向V面(226)为90°夹角V面,型面母线平行于安装面(221),型面截面垂直于对刀面(222),与刀片(1)的导向凸台(121)接触,起刀片安装导向和防止刀片侧向移动的作用。
进一步的,紧固面(223)、安装槽均设置在L型刀柄(2)的短臂端。
进一步的,高硬度刀片头部(11)由PCBN材料或陶瓷材料制成,用于加工硬度超过HRC45以上的材料;刀片座(12)由硬质合金材料制成。
进一步的,弹簧垫片(3)为带有豁口的圆环结构,豁口面相错一定距离,起到防止紧定螺栓(4)松动的作用。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)本发明巧妙的利用V型导向和定位原理,实现了刀片的安装导向和偏转固定,可保证刀片精确定位和重复装夹精度。
(2)本发明刀片为夹持结构,可以通过刀柄更换,便捷实现内外螺纹的加工,装夹便捷,对刀方便。
(3)本发明可拆式硬车车刀结构,刀片安装接口通用,通过更换刀柄,不需采用新结构的刀片,可便捷用于内、外螺纹车削,解决了现阶段内、外硬车刀具接口不统一,内外螺纹加工时需要配备不同类型刀片和刀柄的问题。
附图说明
图1是本发明螺纹硬车车刀总装图;
图2是刀片图结构示意图;
图3是内螺纹加工用刀柄示意图;
图4是弹簧垫片示意图;
图5是外螺纹加工用刀柄示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。
本发明公开了一种螺纹硬车车刀结构,整体采用刀片可拆式结构,刀片与刀柄直接利用V型结构连接,V面起到刀片安装导向和限位作用,刀片端面采用螺钉压紧,起到固定作用,刀片重复安装精度高、刀片悬伸长度可调、刀具整体刚性好。该可拆式硬车车刀结构,刀片安装接口通用,通过更换刀柄,不需采用新结构的刀片,可便捷用于内、外螺纹车削,解决了现阶段内、外硬车刀具接口不统一,内外螺纹加工时需要配备不同类型刀片和刀柄的问题。
图1-2是本发明一种实施例的剖视图,图3-5是本发明典型零件的三维结构图,下面结合几个视图描述本实施例的具体结构。
本发明提出的一种螺纹硬车车刀,如图1所示(其中图1a和1b分别为两个不同角度视图),包括:刀片1、刀柄2、弹簧垫片3和紧定螺栓4;其中刀柄2与车床装刀架连接,刀片1与刀柄2通过紧定螺栓4固定;弹簧垫片3套在紧定螺栓4上防止螺纹连接松动;加工内螺纹时,刀柄2采用一字型结构,加工外螺纹时,刀柄2采用L型结构;
如图2所示,刀片1包括高硬度刀片头部11和刀片座12,两者由不同材料制成,通过钎焊组成一体;刀片座12的下端面设置有导向凸台121和定位面122,其中导向凸台121由圆弧和直线相切连接形成的M向截面拉伸而成,用于刀片安装过程的导向和定位,所述M向是指:垂直于刀柄轴线的方向,指向刀片头部的方向;M向截面中部为弧线段,弧线段两侧连接的是直线段,且该两侧的直线段关于M向截面的中线对称;M向截面中两直线夹角小于90°;导向凸台121的两侧为定位面122,且两侧的定位面122共面。图中123为紧定面。
本发明中,所加工螺纹是右旋向螺纹时,角度φ取正号;所加工螺纹是左旋向螺纹时,角度φ取负号。
高硬度刀片头部11由PCBN材料或陶瓷材料制成,用于加工硬度超过HRC45以上的材料;刀片座12由硬质合金材料制成。
如图4所示,弹簧垫片3为带有豁口的圆环结构,豁口面相错一定距离,起到防止紧定螺栓4松动的作用。
如图2所示是刀片的结构图,刀片1的高硬度刀片头部11的楔角εr为90°或60°,楔角两边沿刀片1的中线对称;刀片1的左侧切削刃后角αol为(3°-5°)右侧切削刃后角αor为(3°-5°)角度φ的值大于或等于所加工螺纹的螺纹升角,角度φ的正负号与所加工螺纹的旋向有关,刀片1的径向后角αo设置为6°-8°;刀片1的背前角γp设置0°;刀片1左右侧切削刃各设置0.2×5°的倒棱。
如图3所示,加工内螺纹时,刀柄2上设置有安装面21、对刀面22、紧固面23、螺纹孔24、刀片托台25和导向V面26;
其中安装面21位于刀柄2的一端,为平行于刀柄轴的两个平面,用于将刀柄固定在刀架座上;紧固面23位于刀柄的另一端,与安装面21平行;对刀面22为正交于安装面21的两平行面,用于安装对刀过程中保证刀柄与工件轴线平行;紧固面23上设置有两均布的螺纹孔24,用于与紧定螺栓4配合,起到压紧刀片1的作用;刀柄2内设置有用于安装刀片的安装槽,位于紧固面23上设置螺纹孔24的正下方,该安装槽上设置有刀片托台25和导向V面26,其中刀片托台25平行于安装面21,与刀片1的定位面122配合,保证刀片的前刀面平行于安装面21;导向V面26为90°夹角V面,型面母线平行于安装面21,型面截面垂直于对刀面22,与刀片1的导向凸台121接触,用于刀片安装导向和防止刀片侧向移动。
如图5所示,加工外螺纹时,刀柄2的L型夹角呈90°,设置有安装面221、对刀面222、紧固面223、螺纹孔224、刀片托台225,导向V面226,安装面221和对刀面222设置于刀柄夹持端;紧固面223位于刀片1的夹持端,与安装面221平行;对刀面222为正交于安装面221的两平行面,用于安装对刀过程中保证刀柄与工件轴线平行;紧固面223上设置有两均布的螺纹孔224,用于与紧定螺栓4配合压紧刀片1;
刀柄2内设置有用于安装刀片的安装槽,位于紧固面223上设置螺纹孔224的正下方,该安装槽上设置有刀片托台225和导向V面226,其中刀片托台225平行于安装面221,与刀片1的定位面122配合,保证刀片的前刀面平行于安装面221;导向V面226为90°夹角V面,型面母线平行于安装面221,型面截面垂直于对刀面222,与刀片1的导向凸台121接触,起刀片安装导向和防止刀片侧向移动的作用。紧固面223、安装槽均设置在L型刀柄2的短臂端。
本发明巧妙的利用V型导向和定位原理,实现了刀片的安装导向和偏转固定,可保证刀片精确定位和重复装夹精度。本发明刀片为夹持结构,可以通过刀柄更换,便捷实现内外螺纹的加工,装夹便捷,对刀方便。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (8)
1.一种螺纹硬车车刀,其特征在于:包括:刀片(1)、刀柄(2)、弹簧垫片(3)和紧定螺栓(4);其中刀柄(2)与车床装刀架连接,刀片(1)与刀柄(2)通过紧定螺栓(4)固定;弹簧垫片(3)套在紧定螺栓(4)上防止螺纹连接松动;加工内螺纹时,刀柄(2)采用一字型结构,加工外螺纹时,刀柄(2)采用L型结构;
刀片(1)包括高硬度刀片头部(11)和刀片座(12),两者由不同材料制成,通过钎焊组成一体;刀片座(12)的下端面设置有导向凸台(121)和定位面(122),其中导向凸台(121)由圆弧和直线相切连接形成的M向截面拉伸而成,用于刀片安装过程的导向和定位,所述M向是指:垂直于刀柄轴线的方向,指向刀片头部的方向;M向截面中部为弧线段,弧线段两侧连接的是直线段,且该两侧的直线段关于M向截面的中线对称;M向截面中两直线夹角小于90°;导向凸台(121)的两侧为定位面(122),且两侧的定位面(122)共面。
3.根据权利要求2所述的一种螺纹硬车车刀,其特征在于:所加工螺纹是右旋向螺纹时,角度φ取正号;所加工螺纹是左旋向螺纹时,角度φ取负号。
4.根据权利要求2所述的一种螺纹硬车车刀,其特征在于:加工内螺纹时,刀柄(2)上设置有安装面(21)、对刀面(22)、紧固面(23)、螺纹孔(24)、刀片托台(25)和导向V面(26);
其中安装面(21)位于刀柄(2)的一端,为平行于刀柄轴的两个平面,用于将刀柄固定在刀架座上;紧固面(23)位于刀柄的另一端,与安装面(21)平行;对刀面(22)为正交于安装面(21)的两平行面,用于安装对刀过程中保证刀柄与工件轴线平行;紧固面(23)上设置有两均布的螺纹孔(24),用于与紧定螺栓(4)配合,起到压紧刀片(1)的作用;刀柄(2)内设置有用于安装刀片的安装槽,位于紧固面(23)上设置螺纹孔(24)的正下方,该安装槽上设置有刀片托台(25)和导向V面(26),其中刀片托台(25)平行于安装面(21),与刀片(1)的定位面(122)配合,保证刀片的前刀面平行于安装面(21);导向V面(26)为90°夹角V面,型面母线平行于安装面(21),型面截面垂直于对刀面(22),与刀片(1)的导向凸台(121)接触,用于刀片安装导向和防止刀片侧向移动。
5.根据权利要求2所述的一种螺纹硬车车刀,其特征在于:加工外螺纹时,刀柄(2)的L型夹角呈90°,设置有安装面(221)、对刀面(222)、紧固面(223)、螺纹孔(224)、刀片托台(225),导向V面(226),安装面(221)和对刀面(222)设置于刀柄夹持端;紧固面(223)位于刀片(1)的夹持端,与安装面(221)平行;对刀面(222)为正交于安装面(221)的两平行面,用于安装对刀过程中保证刀柄与工件轴线平行;紧固面(223)上设置有两均布的螺纹孔(224),用于与紧定螺栓(4)配合压紧刀片(1);
刀柄(2)内设置有用于安装刀片的安装槽,位于紧固面(223)上设置螺纹孔(224)的正下方,该安装槽上设置有刀片托台(225)和导向V面(226),其中刀片托台(225)平行于安装面(221),与刀片(1)的定位面(122)配合,保证刀片的前刀面平行于安装面(221);导向V面(226)为90°夹角V面,型面母线平行于安装面(221),型面截面垂直于对刀面(222),与刀片(1)的导向凸台(121)接触,起刀片安装导向和防止刀片侧向移动的作用。
6.根据权利要求5所述的一种螺纹硬车车刀,其特征在于:紧固面(223)、安装槽均设置在L型刀柄(2)的短臂端。
7.根据权利要求1所述的一种螺纹硬车车刀,其特征在于:高硬度刀片头部(11)由PCBN材料或陶瓷材料制成,用于加工硬度超过HRC45以上的材料;刀片座(12)由硬质合金材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种螺纹硬车车刀,其特征在于:弹簧垫片(3)为带有豁口的圆环结构,豁口面相错一定距离,起到防止紧定螺栓(4)松动的作用。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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